satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical Universitysat-559Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ. МЕТАЛЛООБРАБОТКА. МАШИНОСТРОЕНИЕMETALLURGY. МЕТАL WORKING. MECHANICAL ENGINEERINGМЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ СЛОИСТЫХ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ КАРБИДА КРЕМНИЯMECHANISMS OF MULTI-FUNCTIONAL LAYER COATINGS BASED ON SILICON CARBIDEКовалевскийВ. Н.KovalevskyV. N.

Доктор технических наук, профессор

sat@bntu.byЖукА. Е.ZhukA. E.

Инженер

sat@bntu.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus201026122010064247Copyright © Ковалевский В.Н., Жук А.Е., 20102010Ковалевский В.Н., Жук А.Е.Kovalevsky V.N., Zhuk A.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/559

Изучены закономерности структурообразования в тонкопленочном покрытии, наносимом на кристаллы алмаза магнетронным распылением комбинированного катода (Si + C). Установлено, что в процессе конденсации тонкопленочного покрытия (до 20 нм) формируется аморфный слой из смеси атомов Si и C, обработка которого плазмой тлеющего разряда сопровождается воздействием частиц плазмы с формированием поверхностных волн, что способствует перемещению активных атомов углерода  и  образованию  более  сильной  связи  Si–C.  В покрытиях (Si + C) толщиной свыше 100 нм структурообразование протекает по диффузионному механизму при низких температурах (650–850 ºС) с образованием α-SiC с аморфным слоем. Твердофазное реакционное спекание простых элементов (кремния и углерода) в нанопокрытиях, полученных на алмазных порошках, позволяет изготовить композиты из таких порошков с заданным комплексом свойств за счет управления строением зоны соединения частиц на атомном и кластерном уровнях.

The paper investigates regularities pertaining to structure formation in a thin-film coating applied on diamond crystals by magnetron dispersion of a combined cathode (Si + C). It has been  established that an amorphous layer of  Si and C atom mixture is formed in the condensation process of a thin-film coating (up to 20 µm) and its glow-discharge plasma processing  is accompanied by action of plasma particles along with formation of surface  waves that contributes to transfer of  active carbon atoms and formation of stronger Si – C connection. Structure formation in coatings (Si + C) with thickness over 100 µm proceeds according to diffusion mechanism at low temperatures (650–850ºС) with  formation of α-SiC with  an  amorphous layer. Solid-phase reactive sintering of simple elements (silicon and carbon) in nano-coatings obtained with the help of diamond powders allows to make composites of such powders with the given complex of properties due to control of  structure of particle-connection zone on atom-cluster levels.

ReferencesСтруктурообразование карбидокремниевой матрицы в композиции алмаз – карбид кремния / В. Н. Ковалевский [и др.] // Огнеупоры и техническая керамика. – 2005. – № 5. – С. 8–14.Структурообразование карбидокремниевой матрицы в композиции алмаз – карбид кремния / В. Н. Ковалевский [и др.] // Огнеупоры и техническая керамика. – 2005. – № 5. – С. 8–14.Ковнеристый, Ю. К. Физико-химические основы создания аморфных металлических сплавов / Ю. К. Ковнеристый, Э. К. Осипов, Е. А. Трофимова. – М. : Наука, 1983. – 144 с.Ковнеристый, Ю. К. Физико-химические основы создания аморфных металлических сплавов / Ю. К. Ковнеристый, Э. К. Осипов, Е. А. Трофимова. – М. : Наука, 1983. – 144 с.Bernal, J. D. Structure and properties of liquid / J. D. Bernal. – London, 1965. – P. 25.Bernal, J. D. Structure and properties of liquid / J. D. Bernal. – London, 1965. – P. 25.Аморфные сплавы / А. И. Манохин [и др.]. – М. : Металлургия, 1984. – 160 с.Аморфные сплавы / А. И. Манохин [и др.]. – М. : Металлургия, 1984. – 160 с.Моделирование и расчет параметров электрического разряда в планарном магнетроне / С. Г. Клопов [и др.] // Известия РАН. Сер. физическая. – 2006. – Т. 70, № 8. – С. 1204–1209.Моделирование и расчет параметров электрического разряда в планарном магнетроне / С. Г. Клопов [и др.] // Известия РАН. Сер. физическая. – 2006. – Т. 70, № 8. – С. 1204–1209.Ковалевский, В. Н. Влияние режимов напыления на свойства аморфных углеродных покрытий / В. Н. Ковалевский, Б. Л. Фигурин, К. Б. Фигурин // Вестник БНТУ. –2003. – № 5. – С. 22–24.Ковалевский, В. Н. Влияние режимов напыления на свойства аморфных углеродных покрытий / В. Н. Ковалевский, Б. Л. Фигурин, К. Б. Фигурин // Вестник БНТУ. –2003. – № 5. – С. 22–24.Костиков, В. И. Сверхвысокотемпературные композиционные материалы / В. И. Костиков, А. Н. Варенков. – М. : Интермет Инжиниринг, 2003. – 506 с.Костиков, В. И. Сверхвысокотемпературные композиционные материалы / В. И. Костиков, А. Н. Варенков. – М. : Интермет Инжиниринг, 2003. – 506 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.